Свойства на хидроперит, известен още като перхидрол

прекис

Водородният пероксид е нестабилно вещество. В чист вид той е нестабилен и лесно се разпада, като процесът често е придружен от експлозия. Във водните разтвори той е по-стабилен, но при съхранение на разтворите постоянно се отделя кислород. Този процес се ускорява от ефекта на светлината, катализаторите или от нагряването. Катализаторите могат да бъдат съединения на желязо, мед, манганов диоксид, кобалт, каталазни ензими и други вещества

Химичните характеристики на водородния прекис

Водородният прекис е прозрачна, безцветна и леко вискозна течност без вкус и мирис, която в големи обеми има синкав оттенък. Веществото е известно още като хидроперит и перхидрол. Той е 1,5 пъти по-тежък от водата и може да се смесва с него във всякакви съотношения. Молекулното тегло на водородния прекис е 34,02, точката на замръзване е 0,5 градуса по Целзий, а точката на кипене е 67 градуса. Химичната формула е Н₂О₂.

Водородният пероксид е негорима течност, която е опасна от пожар и експлозия и силен окислител, който влиза в реакции с много вещества: водородният пероксид лесно се разпада на кислород и вода, когато е изложен на светлина, а също и когато влезе в контакт с редуциращи и окислителни вещества, при взаимодействие с алкални или при нагряване. В идеални условия Н₂О₂ се разгражда бавно, със скорост от 1% на месец. Скоростта на разрушаване се забавя в студа, така че веществото може да се съхранява дълго време в замръзнало състояние - от минус 0,5 градуса по Целзий. В природата Н₂О₂ се среща в незначителни количества - например в сняг или дъждовна вода.

Разграждането на водороден прекис - реакцията в лабораторията

Каталитичното разграждане на водородния прекис в този експеримент изглежда много ефективно. Вземете конична колба с вместимост 300 ml и налейте в нея 15 ml течност за миене на съдове от всякаква марка. В друга колба разтворете 4 грама меден сулфат с много силен амониев разтвор - добавете разтвора, докато медният сулфат се разтвори напълно. В реакцията се образува син меден амин.

Изсипете разтвора на меден амин в колбата с течността за миене на съдове и разбъркайте добре. След това поставете колбата на маса и бързо добавете 70 ml 30-50% разтвор на водороден прекис. Отделя се голямо количество газ и от колбата изскача фонтан от пяна. Цялото работно пространство е покрито с големи бучки пяна. Тъй като реакцията на разграждане на водородния прекис протича с отделяне на топлина, парата се издига от пяната.

30-50% водороден прекис може да бъде заменен с разтвор на водороден прекис, който се продава в аптеките. За да сте сигурни, че разграждането на водородния прекис се извършва бързо, препоръчваме ви да използвате висока концентрация на H₂O₂. От друга страна, катализаторът на разграждането на H₂O₂ трябва да бъде доста активен - можете да използвате меден амин или калиев перманганат. Понякога се използва калиев йодид, но експериментите с това вещество не винаги са успешни.

Внимание! Не се опитвайте да повторите този експеримент без професионален надзор! Препоръчваме ви да направите безопасен, но в същото време удивителен експеримент - „Египетска нощ“.

Изследване на реакцията на разграждане на водородния пероксид

Течният водороден прекис има по-голяма енергия от течната вода и газообразния кислород с 23 kcal, т.е.разгражда се екзотермично. Течността Н₂О₂ освобождава 13 kcal в реакцията на разграждането до кислород и водни пари. Използвайки проста аритметика, можем лесно да изчислим, че когато един кубичен сантиметър чист течен водороден прекис се разпадне на кислород и вода, се извършва самозагряване, така че цялата вода да се премести в парообразно състояние и получената смес от газообразен кислород и вода молекулите достигат температура около 1000 градуса по Целзий.

В резултат на повишаването на температурата газовете се разширяват и 1 cm течен водороден прекис дава 7000 cm горещи газове, когато се разгради. Тъй като повредата става мигновено с разширяване 7000 пъти, има много опасна експлозия. Веднага щом малко количество от този водороден прекис се разпадне, веществата, отделени при разграждането, загряват съседните частици водороден прекис, които от своя страна се разграждат от нагряването, отделят повече топлина и т.н. Реакцията, която започва в една точка или малка капка водороден пероксид, веднага се разпространява по цялата маса на веществото и се извършва експлозия и при наличие на горими вещества има светкавица.

Например, дори 60% разтвор на водороден прекис при стайна температура запалва дървесни стърготини и хартия при контакт с тях. Колкото по-ниска е концентрацията на водороден пероксид, толкова по-малко опасна е тя, тъй като топлината от химическата реакция на разграждането отива към изпаряване на голяма маса вода, която има значителна топлинна мощност и топлина на изпаряване. Ясно е, че 10% разтвор на водороден пероксид може да се нагрее до температура на кипене при разрушаване и дори 3% разтвор на водороден пероксид може да се нагрее с 20 градуса над началната си температура, когато се разпадне.

Ако концентрираният водороден прекис е силно замърсен, реакцията на разпадане може да се ускори поради самозагряване на веществото. Този процес, който в началото е бавен, може да достигне екстремна скорост, придружена от експлозия на контейнера, въпреки наличието на отдушник. Възможни инциденти могат да бъдат предотвратени чрез постоянно повишаване на температурата на продукта за определен период от време. Скоростта на повишаване на температурата е функция на степента на замърсяване. Ако нагряването не се спре, замърсеният водороден прекис трябва бързо да се разреди с вода и да се излее. Големите резервоари за съхранение на концентриран водороден прекис трябва да бъдат оборудвани с термометри, за да се предоставят предупреждения за възможна повреда.